МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРЫЖКОВ В ФИГУРНОМ КАТАНИИ НА КОНЬКАХ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРЫЖКОВ В ФИГУРНОМ КАТАНИИ НА КОНЬКАХ

Виноградова В.И., Москва

Известно, что многими авторами предлагались различные механизмы-модели спортсменов, число звеньев которых превышало 20, и предлагались математические модели движений в виде дифференциальных уравнений, которые осуществляются с помощью суставных моментов.

Антропоморфные механизмы (АМ) считались идеальными, звенья-модели частей тела спортсмена в которых считались твердыми и соединялись шарнирами без трения.

Количественные результаты для построенных таким образом механико-математических моделей можно получить численным интегрированием дифференциальных уравнений с помощью ЭВМ.

В итоге количественный анализ удалось выполнить авторам только для случая, когда движение АМ осуществлялось в сагиттальной плоскости, для двигательных действий спортсмена при ходьбе, беге, прыжках в длину и упражнениях на перекладине.

Сложность предложенной модели не позволила выполнить количественный анализ пространственных движений спортсмена в других физических упражнениях. Сложность предложенной модели стала серьезным препятствием для использования ее тренерами и спортсменами.

Нами предлагается иной, построенный на принципе Даламбера, теоремах и законах теоретической механики, подход. Для конкретно выбранного вида спорта, фигурного катания на коньках, для конкретно выбранных обязательных для исполнения наиболее сложных физических упражнений - прыжков, строятся АМ и математические модели их движений. При этом причина движений, мышечные действия спортсмена, не рассматриваются, так как любые неадекватные реальному действию мышц построения типа шарнирных моментов в биомеханике недопустимы.

Предложенный нами подход механико-математического моделирования спортсмена и его двигательных действий обладает меньшей общностью описания произвольных движений человека. Модель спортсмена и его двигательных действий в фигурном катании на коньках неприемлема для изучения, например, бега, прыжков и т.п. Однако, она позволила в виде формул описать биомеханику обязательных для исполнения прыжков в фигурном катании на коньках.

Основная задача биомеханики исполнения прыжков состоит в определении влияния антропометрических параметров фигуриста и параметров его двигательных действий на исполнение прыжков и увеличение их многооборотности. Для тренеров и спортсменов особенно важно количественно обоснованно выстроить в ряд все параметры по степени их влияния на создание начальной скорости вращения в прыжках и указать критические значения параметров, при которых происходит срыв прыжков или падение фигуриста. Такая информация открывает перспективы индивидуально специализированного построения программ тренировок для совершенствования техники исполнения прыжков и их многооборотности, и построения программ с научно обоснованным выбором прыжков по антропометрическим параметрам фигуриста и параметрам его двигательных действий для исполнения их в соревновательных программах.

Исследования строились нами на базе трехзвенных, четырехзвенных и пятизвенных АМ.

АМ считались идеальными, звенья которых в виде однородных стержней для рук, однородных конусов для ног, однородного цилиндра или конуса для туловища соединялись шарнирами без трения, а голова в виде однородного шара жестко соединялась в туловищем. Вводились массовые доли частей тела спортсмена и их линейные размеры, которые параметрами вошли в окончательные формулы.

АМ считался неидеальным в том случае, когда начальное вращение создавалось закручиванием туловища. Туловище считалось нежестким и закручивалось по линейному закону с началом в месте соединения его с ногами.

Количественный анализ показал, что пятизвенный АМ уточняет результаты по сравнению с трехзвенным АМ на 50 % и по сравнению с четырехзвенным АМ на 12 %. Очевидно, что дальнейшее совершенствование АМ лишено практического смысла.

В итоге нами получены аналитические выражения для начальной скорости вращения в прыжках, которая создается скольжением по дуге, закручиванием туловища, стопорящим действием конька о лед и их сочетанием, когда один из перечисленных способов является основным, а другой - вспомогательный.

Количественный анализ показал, что значительный резерв для увеличения многооборотности прыжков скрыт в умелом использовании вспомогательных способов при создании начального вращения. Начальную скорость вращения в прыжках можно увеличить в 1,5 - 2 раза.

Главными динамическими параметрами, которые наиболее существенно влияют на увеличение многооборотности прыжков являются скорость вращения плеч в момент отрыва ото льда, когда вращение создается закручиванием туловища фигуриста, уменьшением следа стопорящего действия конька о лед, когда вращение создается стопорящим действием конька, и увеличением угловой скорости скольжения, когда вращение создается скольжением по дуге.

Выполнен количественный анализ влияния антропометрических параметров фигуриста на начальную скорость вращения в прыжках, который полезен при выборе прыжков для исполнения в соревновательных программах.


 Home На главную  Forum Обсудить в форуме  Home Translate into english up

При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!

Виноградова, В.И. Моделирование прыжков в фигурном катании на коньках // Моделирование спортивной деятельности в искусственно созданной среде (стенды, тренажеры, имитаторы) : (материалы конф.). - М., 1999. - С. 152-155.